![\"\"](\"https:\/\/www.dgcrane.com\/wp-content\/uploads\/2017\/04\/LH-double-girder-overhead-crane-31.jpg\")
<\/p>\r\nHaben Sie schon einmal \u00fcber die moderne Technik gestaunt? Obwohl viele moderne Technologien und Maschinen in Wirklichkeit sehr kompliziert sind, sind einige davon sehr vern\u00fcnftig, wenn man den Schnickschnack ausblendet.
\r\nDer Baukran ist zum Beispiel eine solche Maschine. Der Kran arbeitet im Allgemeinen mit nur drei einfachen Maschinen. Der Hebel, die Seilrolle und der Hydraulikzylinder.<\/p>\r\n
In diesem Artikel werden wir kurz auf einen sehr wichtigen Mechanismus im Baukran eingehen: den Hebel. In drei weiteren Artikeln werden wir die Rolle der Seilrolle, des Hydraulikzylinders bzw. des Konzepts des mechanischen Vorteils bei Baukr\u00e4nen untersuchen.<\/p>\r\n
Wie funktioniert also ein Br\u00fcckenkran? Die meisten Krane nutzen mehr oder weniger stark den Hebel, um besonders gro\u00dfe Lasten zu heben. Fast alle montierten Krane und viele balancierte Krane maximieren die Hubkapazit\u00e4t mit dem Hebel.<\/p>\r\n
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Diese Kr\u00e4ne verwenden Hebel oder mechanische Arme, die ihre Kraft erh\u00f6hen. Obwohl der mechanische Arm in der Regel von einem komplexen System aus Seilen, Ketten und Umlenkrollen begleitet wird, ist der Hebel selbst nur eine einfache Maschine.<\/p>\r\n
Die Alten haben den Hebel schon lange in der Praxis eingesetzt, um gro\u00dfe Tempel, Monumente und Festungen zu bauen. Wissenschaftler gehen sogar davon aus, dass die \u00c4gypter beim Bau der gro\u00dfen Pyramiden h\u00f6chstwahrscheinlich Hebel verwendet haben.<\/p>\r\n
Die meisten Historiker schreiben die Entwicklung der geometrischen Theorie, die dem Hebel zugrunde liegt, jedoch Archimedes zu. Archimedes, ein Mathematiker und Philosoph, lebte im antiken Griechenland um das dritte Jahrhundert v. Chr. Angeblich witzelte er einmal: \u201eGeben Sie mir einen Platz zum Stehen und ich werde die Erde mit einem Hebel bewegen.\u201c<\/p>\r\n
Der Hebel selbst ist eine stabile Stange, die auf einem Drehpunkt ruht. Sie k\u00f6nnen mit etwas \u201eKraft\u201c auf ein Ende dr\u00fccken, um am anderen Ende eine \u201eArbeitskraft\u201c zu erzeugen. Die Arbeitskraft tr\u00e4gt oder h\u00e4lt normalerweise das anzuhebende Objekt.<\/p>\r\n
Die Wissenschaftler teilen alle Hebel in drei verschiedene Gruppen ein. Bei Hebeln der ersten Klasse befindet sich der Drehpunkt zwischen der Kraft und der Arbeit, wie bei einer Wippe oder einer Brechstange. Hebel der zweiten Klasse sind Hebel, bei denen die Arbeitskraft zwischen dem Drehpunkt und der Kraft sitzt, wie bei einer Schubkarre. Und bei Hebeln der Klasse drei wird die Kraft zwischen dem Drehpunkt und der Arbeitskraft aufgebracht, wie bei einer Pinzette.<\/p>\r\n
Aber wie funktioniert ein Br\u00fcckenkran? Wie wir anhand der Seilrolle und des Hydraulikzylinders sehen werden, wirkt der Hebel auf ein Konzept ein, das als Drehmoment bekannt ist. Das Drehmoment misst die Strecke, \u00fcber die eine Kraft ausge\u00fcbt wird, oder Drehmoment ist gleich Kraft mal Strecke.<\/p>\r\n
Wie Archimedes erkannte, erm\u00f6glicht die Manipulation des Drehmoments eine gr\u00f6\u00dfere Hubkapazit\u00e4t. Betrachten wir zum Beispiel eine einfache Wippe auf einem Spielplatz. Die Wippe ist drei Meter lang und dreht sich um eine Stange direkt in der Mitte des Wippbretts. Auf der einen Seite sitzt ein 200 Pfund schweres Kind, und auf der gegen\u00fcberliegenden Seite sitzt ein weniger schweres 100 Pfund schweres Kind.<\/p>\r\n
Das dickere Kind wird sicherlich seine Seite der Wippe auf den Boden dr\u00fccken, w\u00e4hrend das schm\u00e4chtigere Kind nach oben steigt. Das kleinere Kind muss zus\u00e4tzlich 100 Pfund Kraft aufwenden, um die Wippe auszugleichen!<\/p>\r\n
Aber was w\u00e4re, wenn er magische F\u00e4higkeiten bes\u00e4\u00dfe, die es ihm erm\u00f6glichten, seine Seite der Wippe um 5 Fu\u00df zu verl\u00e4ngern. Mit seiner zehn Fu\u00df langen Seite der Wippe und seinem Gewicht von 100 Pfund k\u00f6nnte er die Wippe ausbalancieren. Und theoretisch, wenn er seine Seite auf eine L\u00e4nge von mehr als 10 Fu\u00df ausdehnen w\u00fcrde, w\u00fcrde seine Seite langsam auf den Boden kriechen und den dickeren Jungen vom Boden abheben.<\/p>\r\n
Aber wie funktioniert ein Br\u00fcckenkran? Der Hebel manipuliert teilweise das Drehmoment, sodass Kr\u00e4ne sehr schwere Lasten heben k\u00f6nnen. Je mehr Sie die Kraft \u00fcber gr\u00f6\u00dfere Entfernungen verteilen, desto weniger Kraft ist zum Heben erforderlich. Hebel helfen nicht nur d\u00fcrren Kindern, sondern auch Hunderten von Ingenieuren, Architekten und Bauarbeitern, die jeden Tag riesige Lasten heben!
\r\nSeien Sie gespannt auf den n\u00e4chsten Abschnitt unserer Serie \u201eWie funktioniert ein Br\u00fcckenkran?\u201c, in dem wir die Rolle der Seilrolle untersuchen. Anschlie\u00dfend besch\u00e4ftigen wir uns mit dem Hydraulikzylinder und dem Konzept des mechanischen Vorteils.<\/p>\r\n
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In meinem letzten Artikel habe ich die Frage gestellt: Wie funktionieren Br\u00fcckenkr\u00e4ne? Um dieses R\u00e4tsel zu l\u00f6sen, habe ich zun\u00e4chst die wichtige Rolle des Hebels bei Baukr\u00e4nen untersucht. Heute werden wir sehen, dass die Manipulation des Drehmoments durch die Rolle, ebenso wie der Hebel, die F\u00e4higkeit eines Krans erh\u00f6ht, schwere Lasten zu heben. In den folgenden Artikeln werden wir Hydraulikzylinder und das Konzept des mechanischen Vorteils untersuchen.<\/p>\r\n
Wie beim Hebel schreiben Wissenschaftler Archimedes die fr\u00fcheste theoretische Entwicklung des Flaschenzugs zu. Laut Plutarch, einem griechischen Historiker, behauptete Archimedes, er k\u00f6nne die Welt bewegen, wenn er gen\u00fcgend Flaschenz\u00fcge h\u00e4tte, eine Aussage, die seinem Vorschlag, die Erde mit einem Hebel zu bewegen, sehr \u00e4hnlich ist. Die Geschichte geht weiter, als K\u00f6nig Hieron von Syrakus Archimedes bittet, ein gro\u00dfes Schiff aus Hierons Flotte zu bewegen. Am vereinbarten Tag baute Archimedes sein Flaschenzugsystem auf, der K\u00f6nig lud das Schiff mit Passagieren und Fracht voll, und dann sa\u00df Archimedes aus einiger Entfernung da und zog am Seil. Das Ergebnis? Plutarch erkl\u00e4rt, das Schiff bewegte sich \u201eso reibungslos und gleichm\u00e4\u00dfig, als w\u00e4re es auf dem Meer gewesen\u201c.<\/p>\r\n
F\u00fcr die Menschen des Altertums war dies eine reine Neuheit, heute ist dies jedoch grundlegende Wissenschaft. Um es grob zu erkl\u00e4ren: Flaschenz\u00fcge verteilen das Gewicht auf verschiedene Seilsegmente, um das Heben schwerer Gegenst\u00e4nde zu erleichtern. Nehmen wir an, jemand hat einen gro\u00dfen Gegenstand, den er hochheben m\u00f6chte. Er greift nach unten und versucht, ihn aus eigener Kraft hochzuheben, aber er schafft es nicht. Um es einfacher zu machen, befestigt er an der gro\u00dfen Last einen Flaschenzug. Dann befestigt er ein Seil an der Decke und zieht dieses Seil durch den Flaschenzug. Als n\u00e4chstes zieht er das Seil nach oben und hebt schlie\u00dflich den Gegenstand hoch. Dies ist m\u00f6glich, weil das Seil an der Decke die H\u00e4lfte der zum Heben des Gegenstands erforderlichen Kraft aufbringt, w\u00e4hrend man die andere H\u00e4lfte aufbringt.<\/p>\r\n
Aber warum geschieht das? Die Umlenkrolle verteilt das Gewicht auf zwei Seilabschnitte: die Seite des Seils von der Decke bis zur Umlenkrolle und die andere Seite des Seils von der Umlenkrolle bis zum Heber. Diese Verteilung ist eine Manipulation des Drehmoments, da der Heber die Kraft \u00fcber eine l\u00e4ngere Strecke verteilt. Ob Sie es glauben oder nicht, die Decke hilft Ihnen beim Heben des Objekts, zum Teil, weil wir die Hubkapazit\u00e4t der Deckenkonstruktion nutzen, die die Decke hochh\u00e4lt, so dass der Heber nur die H\u00e4lfte der Arbeit leisten muss. Man kann den Hebevorgang noch weiter vereinfachen, indem man weitere Umlenkrollen an verschiedenen Stellen anbringt, aber dann wird die Rechnung etwas komplizierter. Die allgemeine Regel lautet jedoch: Je mehr Rollen, desto mehr Kraft.<\/p>\r\n
Unterschiedliche Konfigurationen von Umlenkrollen erleichtern das Heben. Es gibt drei Arten von Konfigurationen oder Typen von Riemenscheiben. Eine feste Rolle beschreibt ein Rollensystem, bei dem die Achse oder das Rad fest, also unbeweglich ist. Die zweite Art ist eine bewegliche Rolle, bei der sich die Achse oder das Rad frei bewegen kann. Der dritte Typ ist eine kombinierte Riemenscheibe, bei der sowohl feste als auch bewegliche Riemenscheiben verwendet werden. Feste Riemenscheiben erm\u00f6glichen eine einfachere Konfiguration, w\u00e4hrend bewegliche Riemenscheiben die aufgebrachte Kraft vervielfachen, was die Arbeit erleichtert. Unterschiedliche Situationen erfordern unterschiedliche Arten von Riemenscheiben, wie es beim Hebel der Fall war.<\/p>\r\n
Aber was bedeutet das f\u00fcr Krane? Nun, fast alle Kr\u00e4ne verwenden Seilscheiben, aber die h\u00e4ufigste Anwendung von Seilscheiben bei Kr\u00e4nen sind Auslegerkr\u00e4ne. Auslegerkr\u00e4ne haben Dr\u00e4hte, die sich um die Rollen und die Last wickeln. Je mehr Dr\u00e4hte um die beiden gewickelt werden, desto h\u00f6her ist die Hubkapazit\u00e4t.<\/p>\r\n
Im n\u00e4chsten Abschnitt von How Cranes Work? ?werde ich die Bedeutung des Hydraulikzylinders erl\u00e4utern, bevor ich in einem weiteren und letzten Artikel auf die Rolle des mechanischen Vorteils eingehe.<\/p>\r\n
Kommen wir nun zum dritten Teil unserer Serie \u00fcber die Wissenschaft der Baukr\u00e4ne, in dem wir uns mit der Rolle des Hydraulikzylinders befassen werden. In den ersten beiden Teilen wurde kurz beschrieben, wie Hebel bzw. Seilrollen zur Hubkraft von Kr\u00e4nen beitragen. Der folgende und letzte Artikel wird sich mit dem vielleicht wichtigsten wissenschaftlichen Prinzip bei der Maximierung der Hubkraft befassen: dem mechanischen Vorteil.<\/p>\r\n
Was also ist ein Hydraulikzylinder? Die einfache Antwort ist ein abgedichteter Zylinder oder ein kreisf\u00f6rmiges Prisma, das vollst\u00e4ndig mit einer Art von Fl\u00fcssigkeit, normalerweise \u00d6l, gef\u00fcllt ist und zwei \u00d6ffnungen f\u00fcr zwei Kolben aufweist. Die Kolben k\u00f6nnen in verschiedenen Konfigurationen mit dem Zylinder verbunden sein.<\/p>\r\n
Wenn wir davon ausgehen, dass die Kolben in einem Hydraulikzylinder gleich gro\u00df sind und keine Reibung besteht, steigt der andere Kolben mit der gleichen Kraft, Geschwindigkeit und Entfernung nach oben, wenn ein Kolben nach unten gedr\u00fcckt wird. Wenn man also einen Kolben zwei Zentimeter nach unten dr\u00fcckt, sollte der andere Kolben zwei Zentimeter nach oben dr\u00fccken.
\r\nDer Vorteil dieses Systems besteht darin, dass sich die Kr\u00e4fte leicht umlenken lassen. Ein horizontal angebrachter Kolben kann einen anderen, vertikal angebrachten Kolben bewegen, w\u00e4hrend andere Maschinen eine solche einfache Richtungsumkehr nicht zulassen, wie wir bei den Riemenscheiben und Hebeln gesehen haben. Bei Hebeln und Riemenscheiben f\u00fchrt eine nach unten gerichtete Kraft zu einer nach oben gerichteten Kraft und umgekehrt, und eine nach rechts gerichtete Kraft f\u00fchrt zu einer nach links gerichteten Kraft und umgekehrt. Mit dem Hydraulikzylinder kann eine Kraft in einer Richtung in alle m\u00f6glichen Richtungen \u00fcbertragen werden, nach oben, unten, vorw\u00e4rts, r\u00fcckw\u00e4rts, rechts oder links.<\/p>\r\n
Andererseits kann der Hydraulikzylinder die Kr\u00e4fte vervielfachen, indem er das Drehmoment maximiert, wie wir bei Hebel und Riemenscheibe gesehen haben. Wenn ein Kolben eine Fl\u00e4che von 6 Quadrateinheiten hat und ein anderer Kolben eine Fl\u00e4che von 2 Quadrateinheiten, dann wirkt die Kraft, die auf den kleineren Kolben dr\u00fcckt, dreimal so stark auf den gr\u00f6\u00dferen Kolben. Wenn man zum Beispiel den Kolben mit einer Fl\u00e4che von 2 Quadrateinheiten mit einer Kraft von 500 Pfund nach unten dr\u00fcckt, dann wird der Kolben mit einer Fl\u00e4che von 6 Quadrateinheiten mit einer Kraft von 1500 Pfund nach unten gedr\u00fcckt. Die Strecke, die der gr\u00f6\u00dfere Kolben zur\u00fccklegt, ist jedoch dreimal kleiner als die Strecke, die der kleinere Kolben zur\u00fcckgelegt hat, um die Kraft von 1500 Pfund zu erzeugen.<\/p>\r\n
\u00c4hnlich wie der Hebel und die Seilrolle wird auch der Hydraulikzylinder bei fast allen Kr\u00e4nen in irgendeiner Form eingesetzt. Der Kran kann einen Hydraulikzylinder verwenden, um die Last direkt anzuheben, aber ein Hydraulikzylinder kann auch verwendet werden, um einen Kranarm zu verl\u00e4ngern oder einen Ausleger oder Balken zu bewegen, der den Hebemechanismus tr\u00e4gt.<\/p>\r\n
Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass der Hydraulikzylinder in Bezug auf seine h\u00e4ufige Verwendung in Kr\u00e4nen und seine Manipulation des Drehmoments der Rolle und dem Hebel sehr \u00e4hnlich ist. Der Hydraulikzylinder unterscheidet sich jedoch durch seine F\u00e4higkeit, Kr\u00e4fte auf verschiedene Ebenen umzuleiten. Alle drei, Hebel, Rolle und Hydraulikzylinder, maximieren jedoch gemeinsam den mechanischen Vorteil beim Heben gro\u00dfer Objekte. Im n\u00e4chsten Teil werden wir genau untersuchen, was mechanischer Vorteil ist und wie er bei Kr\u00e4nen angewendet wird.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Haben Sie schon einmal \u00fcber moderne Technologie gestaunt? Obwohl viele moderne Technologien und Maschinen tats\u00e4chlich sehr kompliziert sind, sind manche tats\u00e4chlich sehr sinnvoll, wenn man den ganzen Schnickschnack einmal au\u00dfen vor l\u00e4sst. Der Baukran ist beispielsweise eine solche Maschine. Der Kran verwendet im Allgemeinen nur drei einfache Maschinen. Den Hebel, die Rolle und die [\u2026]","protected":false},"featured_media":1343,"parent":0,"menu_order":0,"template":"","posts_category":[351],"posts_tag":[7,41,59,33,6,34],"class_list":["post-1058","posts","type-posts","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","posts_category-blog","posts_tag-crane","posts_tag-crane-posts","posts_tag-jib-crane","posts_tag-news","posts_tag-overhead-crane","posts_tag-overhead-cranes"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/xmxposts\/1058"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/xmxposts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/posts"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/xmxposts\/1058\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1144,"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/xmxposts\/1058\/revisions\/1144"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1343"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1058"}],"wp:term":[{"taxonomy":"posts_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts_category?post=1058"},{"taxonomy":"posts_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dgcrane.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts_tag?post=1058"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}